【文章內(nèi)容簡介】 B 相，當(dāng)進給脈沖 CP的上升沿有效，并且方向信號為 “ 1” 則正轉(zhuǎn)，為 “ 0”則反轉(zhuǎn)。 2．軟件脈沖分配 —— 查表法 ? 結(jié)合電動機的驅(qū)動電路，按步進電動機勵磁狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，求出脈沖分配器輸出狀態(tài)字組成的狀態(tài)表 ? 將其存入 EPROM中 ? 根據(jù)步進電動機運轉(zhuǎn)方向按表地址正向或反向地取出單元中狀態(tài)字進行輸出，實現(xiàn)控制步進電動機正向或反向地旋轉(zhuǎn) ? 在進行查表法的程序設(shè)計時是根據(jù)步進電動機當(dāng)前勵磁狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)方向的要求，找到下一個相應(yīng)單元地址，并取出其中的內(nèi)容輸出。 4．自動升降速控制 進給狀態(tài)的變化 步進電動機能夠?qū)崿F(xiàn)起動、停止或改變運行速度 要求步進電動機的脈沖頻率作相應(yīng)變化 變速過程中出現(xiàn)過沖或失步現(xiàn)象 步進電動機每次頻率變化量小于其突跳頻率值 步進電動機速度變化較大時，必須按一定規(guī)律完成一個升速或降速的過程 ? 具體實現(xiàn)時可按直線規(guī)律或指數(shù)規(guī)律進行加減速控制。 ? 當(dāng)按直線規(guī)律升 /降速時，其加速度值理論上為恒定，但實際上由于電動機轉(zhuǎn)速升高時輸出轉(zhuǎn)矩有所下降，從而導(dǎo)致加速度有所變化。 ? 對于按指數(shù)規(guī)律進行升 /降速時，加速度是逐漸下降的，這比較接近于步進電動機輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。 自動升降速方法 ? 定時法 就是按一定時間間隔 (△ t)來改變步進電動機的運行頻率，從而實現(xiàn)升降速控制。 如：△ fi=f[(i+1)△ t] f(i△ t) ? 定步法 就是按一定步數(shù)間隔 (△ p)來改變步進電動機的運行頻率，也就是當(dāng)步進電動機每走完一定步數(shù)就改變一次頻率，從而實現(xiàn)升降速控制。 如：△ fi=f[(i+1)△ p]f(i△ p) ? 設(shè)△ p=100步，電動機突跳頻率為 15Hz，要求電動機正向進給總步數(shù)為 N，升速或降速的離散化區(qū)間數(shù)為 n，恒速總步數(shù) N2n△ p ? 當(dāng) N(2△ p)時 ,不進行升降速處理 ,僅按合適的較低速度走完全程 ? 當(dāng) N (2△ p)時 , 按升速段、恒速段和降速段的方式走完全程，并且升速段對稱于降速段。 定步法 五、開環(huán)進給系統(tǒng)精度分析 (一 ) 精度分析 ? 步進電動機的步距誤差。 1角秒 = 104 伺服式： 177。 10～ 177。 30角秒 功率式： 177。 20～ 177。 25角秒。 ? 步進電動機的動態(tài)誤差。 單步運行，明顯振蕩 低頻區(qū)，共振 ? 步進電動機的啟停誤差。 電機轉(zhuǎn)動滯后于控制脈沖 ? 齒隙誤差 ? 滾珠絲桿的螺距累積誤差 ? 受力變形和熱變形引起的誤差 ? 工作臺導(dǎo)軌的誤差。 (二 ) 提高精度的幾個措施 1．從驅(qū)動電路入手 盡量選擇更理想的驅(qū)動電路實現(xiàn)電動機的控制。例如采用細分驅(qū)動電路和調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動電路等。 2．從軟件入手 利用軟件對齒隙和螺距誤差進行補償。 3．從控制原理方面入手 增設(shè)工作臺位移檢測裝置 (如直光柵或感應(yīng)同步器 )，構(gòu)成混合步進系統(tǒng)。 第三節(jié) 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進給運動 控制及特性分析 一、閉環(huán)位置控制系統(tǒng) 二、位置控制回路的數(shù)學(xué)模型 三、定位過程的誤差分析 四、直線插補輪廓誤差分析 五、圓弧插補輪廓誤差分析 六、拐角輪廓誤差分析 一、閉環(huán)位置控制系統(tǒng) （一）閉環(huán)位置控制的概念 ? 數(shù)控裝置以固定時間周期 采樣 工作臺位置 ? 與插補程序的輸出進行 比較 ，得到位置誤差 ? 該誤差經(jīng)軟件增益 放大 ，輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器 ? 為伺服裝置提供控制電壓， 驅(qū)動 工作臺向減少誤差的方向移動 ?若插補程序不斷產(chǎn)生進給量，工作臺及時跟隨運動 ?當(dāng)位置誤差為零時，工作臺才停止在所要求的位置 （二） 閉環(huán)位置控制的實現(xiàn) ? 圖示為數(shù)控裝置中位置控制 (以 X軸為例 )接口關(guān)系 ? 采用電動機同軸連接的光電脈沖編碼器作為反饋元件 ? 位置閉環(huán)控制程序和插補程序一樣，都是在計算機的 中斷服務(wù)程序 中實現(xiàn)。 中斷服務(wù)程序 運行停止 插補輸出值零 X＝ XF輸出的 模擬電壓為零 進給軸運動 插補輸出值△ X新指令位置 X＋△ X 計算機將其與計數(shù)器中反映的實際位置進行比較 當(dāng)不相等時，其差值 E經(jīng) Kc增益放大 (軟件完成 ) 數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出一定的模擬電壓 電動機帶動工作臺向減小誤差的方向移動 指令值與實際值相等為止。 ?電機停止運動時，位置閉環(huán)控制仍處于工作狀態(tài)： 干擾 電機偏移指令位置 位置閉環(huán)控制立即輸出一定的電壓給伺服裝置 驅(qū)動電機維持原來的指令位置 ?電機停止運動時，在定位位置上始終存在著閉環(huán)修正 ?動態(tài)定位本質(zhì)上是由電磁力矩維持的定位。 動態(tài)定位 二、位置控制回路的數(shù)學(xué)模型 ? 半閉環(huán)位置控制結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型 三、定位過程的誤差分析 ? 當(dāng)伺服系統(tǒng)時間常數(shù)一定時，增加 K會引起位置響應(yīng)曲線的變化情況。 01T112 K T????11010????? ? ???過阻尼 無超調(diào)和振蕩 臨界阻尼 無超調(diào)和振蕩 欠阻尼 超調(diào)、衰減振蕩 無阻尼 等幅振蕩 ? 當(dāng) K一定時，改變伺服系統(tǒng)時間常數(shù)會引起位置響應(yīng)曲線的變化情況。 ω0↓T（ 時間常數(shù) ） ↑ ξ ↓發(fā)生超調(diào) 01T112 K T???? ?結(jié)論 1： 要想取得較高的位置增益 (較高的位置增益會明顯減小 跟隨誤差 ，減小 過渡過程時間 ，并且對減小輪廓誤差也是有好處的 )，所使用驅(qū)動裝置的時間常數(shù)必須較小，也就是說伺服驅(qū)動裝置的快速性要好。否則提高位置增益會產(chǎn)生超調(diào)，而在數(shù)控機床上超調(diào)就意味著過切或刀具干涉，是不允許的。 ? 跟隨誤差 s s nn2 1 1 Ke,2 K T T?? ? ? ? ??其 中 ，? 過渡過程時間（調(diào)節(jié)時間） 當(dāng) ξ大于上述值時， snsnn3t 3 T , 0. 68 5%4t 4T , 0. 76 2%1